一種防爆防沖擊的裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方法，屬于建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種防爆防沖擊的裝配式梁柱。

背景技術(shù)：

工業(yè)生產(chǎn)事故、恐怖襲擊及戰(zhàn)事發(fā)生均有可能致建筑物遭受爆炸沖擊作用影響，嚴(yán)重的爆炸事故甚至引發(fā)建筑物連續(xù)性倒塌，造成大量的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，因此對(duì)有抗爆抗沖擊性能的建筑物提高其結(jié)構(gòu)重要節(jié)點(diǎn)的抗爆設(shè)計(jì)尤為重要；梁柱節(jié)點(diǎn)是框架結(jié)構(gòu)及橋梁結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)部位，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要求強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件，爆炸沖擊波作用下，節(jié)點(diǎn)若先發(fā)生破壞，很容易導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)的整體垮塌。

申請(qǐng)?zhí)朿n201610113823.4公開了一種差別性使用高性能材料的預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)，該方案提高了梁柱節(jié)點(diǎn)的耗能能力，但其設(shè)計(jì)思路只是從加固梁柱節(jié)點(diǎn)的整體性和抗震性能出發(fā)，沒有上升到抗爆炸沖擊作用這一層面上，在爆炸沖擊作用下依然很弱。申請(qǐng)?zhí)朿n201611085395.5公布了一種裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)及其構(gòu)造方法，主要為澆筑uhpc進(jìn)行后澆段連接，尚未針對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)本身區(qū)域。因此，在不改變?cè)薪Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上研究一種有抗爆性能的梁柱節(jié)點(diǎn)是非常迫切的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是設(shè)計(jì)一種在遭受到爆炸沖擊波時(shí)而不會(huì)瞬間破壞的裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案：一種防爆防沖擊的裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方法，按照以下步驟進(jìn)行：

第一步，為裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)分別制作第一預(yù)制模板、第二預(yù)制模板、柱封口鋼模板、梁封口鋼模板；

所述第一預(yù)制模板包括四個(gè)截面為u型的梁卡槽和一個(gè)包裹柱的第一方形套筒，所述第一方形套筒豎直設(shè)置，在第一方形套筒的四面上部均開有位置對(duì)稱、尺寸一致的缺口，所述四個(gè)梁卡槽分別水平連接在第一方形套筒四面的缺口處；

所述第二預(yù)制模板包括四個(gè)梁蓋板和一個(gè)包括柱的第二方形套筒，所述第二方形套筒豎直設(shè)置，在第二方形套筒的四面底部分別水平連接有梁蓋板，所述梁蓋板用于封閉第一預(yù)制模板梁卡槽的頂部；

所述柱封口鋼模板包括柱底封口鋼模板和柱頂封口鋼模板，所述柱底封口鋼模板和柱頂封口鋼模板中部分別均布有多個(gè)配筋孔、多個(gè)錨固連接短筋孔，在柱底封口鋼模板和柱頂封口鋼模板四角都設(shè)有連接孔，并且在柱底封口鋼模板和柱頂封口鋼模板的封口內(nèi)表面還均設(shè)有凹凸部；

所述梁封口鋼模板一共四個(gè)，在每個(gè)梁封口鋼模板中部都均布有多個(gè)配筋孔、多個(gè)錨固連接短筋孔，在每個(gè)梁封口鋼模板四角都設(shè)有連接孔，并且在每個(gè)梁封口鋼模板的封口內(nèi)表面都還設(shè)有凹凸部；

第二步，安裝固定第一預(yù)制模板到操作架；

所述操作架包括鋼骨架、可拆卸上鋼骨和可拆卸下鋼骨三部分，其中可拆卸上鋼骨通過螺栓安裝在鋼骨架頂部，可拆卸下鋼骨通過螺栓安裝在鋼骨架上部，固定第一預(yù)制模板時(shí)應(yīng)先將可拆卸上鋼骨固定，再將第一預(yù)制模板放在操作架頂部；

第三步，將綁扎好的節(jié)點(diǎn)鋼筋骨架吊裝定位到第一預(yù)制模板上；

第四步，安裝柱底部封口鋼模板以及四個(gè)梁封口鋼模板；

先將柱底部封口鋼模板的多個(gè)配筋孔對(duì)應(yīng)柱配筋一一插入固定，再用螺栓將操作架的可拆卸下鋼骨固定，使可拆卸下鋼骨把柱底封口鋼模板擠壓固定在第一方形套筒底端，然后將每個(gè)梁封口鋼模板的多個(gè)配筋孔對(duì)應(yīng)梁配筋一一插入固定，并且每?jī)蓚€(gè)位置相對(duì)的梁封口鋼模板均通過穿過連接孔的四根拴桿螺栓實(shí)現(xiàn)連接固定，同時(shí)在每個(gè)梁封口鋼模板的封口外表面均設(shè)有固定拴桿螺栓的緊固螺母和墊片；

所述柱底部封口鋼模板和四個(gè)梁封口鋼模板均提前將多個(gè)錨固連接短筋插入錨固連接短筋孔，保持每個(gè)錨固連接短筋孔兩側(cè)的錨固連接短筋長(zhǎng)度一樣；

第五步，第一次uhpc澆筑，直到與梁頂端平齊后停止?jié)仓?/p>

第六步，將第二預(yù)制模板從上往下壓在第一預(yù)制模板上，使第二預(yù)制模板的四個(gè)梁蓋板與第一預(yù)制模板的四個(gè)梁卡槽一一對(duì)齊，對(duì)齊后將第二預(yù)制模板與第一預(yù)制模板的連接處采用全焊縫焊接；

第七步，第二次uhpc澆筑，直到與第二預(yù)制模板頂端平齊后停止?jié)仓?/p>

第八步，安裝柱頂部封口鋼模板；

將柱頂部封口鋼模板的多個(gè)配筋孔對(duì)應(yīng)柱配筋一一插入固定，并且位置相對(duì)的柱頂部封口鋼模板與柱底部封口鋼模板通過穿過連接孔的四根拴桿螺栓實(shí)現(xiàn)連接固定，同時(shí)在柱頂部封口鋼模板與柱底部封口鋼模板的封口外表面均設(shè)有固定拴桿螺栓的緊固螺母和墊片；

所述柱頂部封口鋼模板提前將多個(gè)錨固連接短筋插入錨固連接短筋孔，保持每個(gè)錨固連接短筋孔兩側(cè)的錨固連接短筋長(zhǎng)度一樣；

第九步，將第八步后的預(yù)制節(jié)點(diǎn)送入養(yǎng)護(hù)室以45℃進(jìn)行第一次養(yǎng)護(hù)，12h后拆除梁封口鋼模板及柱封口鋼模板，并用塑料膜纏繞密閉包裹整個(gè)預(yù)制節(jié)點(diǎn)；

第十步，將養(yǎng)護(hù)室升溫至90℃開始對(duì)預(yù)制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，48h后送出養(yǎng)護(hù)室；

第十一步，對(duì)移出養(yǎng)護(hù)室的預(yù)制節(jié)點(diǎn)開始標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)；

第十二步，將標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后的預(yù)制節(jié)點(diǎn)運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)并吊裝至指定位置后，將二次uhpc澆筑后外露的節(jié)點(diǎn)梁、柱配筋通過直螺紋鋼套筒與現(xiàn)場(chǎng)整體梁柱結(jié)構(gòu)連接后形成完整的框架結(jié)構(gòu)，然后通過澆筑混凝土連為一體。

在第一步制作第一預(yù)制模板、第二預(yù)制模板時(shí)，在第一預(yù)制模板、第二預(yù)制模板的兩個(gè)表面均涂有三層防銹漆。

所述柱封口鋼模板的多個(gè)配筋孔、梁封口鋼模板的多個(gè)配筋孔對(duì)應(yīng)柱配筋、梁配筋一一插入固定后，柱封口鋼模板的多個(gè)配筋孔、梁封口鋼模板的多個(gè)配筋孔用止水條貼緊密封。

在所述第十一步的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)完成后，在第一預(yù)制模板、第二預(yù)制模板的外表面涂抹一層白漆。

所述柱封口鋼模板截面尺寸大于柱截面尺寸，所述梁封口鋼模板截面尺寸大于梁截面尺寸。

所述柱底封口鋼模板采用厚10mm的熱軋q345b鋼材，所述柱頂封口鋼模板和梁封口鋼模板采用厚5mm的熱軋q345b鋼材。

所述直螺紋鋼套筒采用圓鋼或無縫鋼管制造，長(zhǎng)度允許偏差±1.0mm，外徑d允許偏差±0.50mm，力矩扳手的精度為±5％，直螺紋鋼套筒的抗拉極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值不應(yīng)小于被連接鋼筋抗拉極限承載力的1.10倍。

所述二次uhpc澆筑后外露的節(jié)點(diǎn)柱、梁配筋通過直螺紋鋼套筒與現(xiàn)場(chǎng)整體柱梁結(jié)構(gòu)錯(cuò)開連接，錯(cuò)位連接區(qū)段長(zhǎng)度為35d。

所述柱、梁配筋孔設(shè)有封閉柱、梁配筋孔的配筋孔密閉螺栓，所述錨固連接短筋孔設(shè)有封閉錨固連接短筋孔的短筋孔密閉螺栓。

在所述第一預(yù)制模板、第二預(yù)制模板的兩個(gè)表面均涂有總厚度為80-120μm的三層防銹漆。

本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果。

一、本發(fā)明所設(shè)計(jì)的預(yù)制節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵部位的重點(diǎn)防護(hù)，符合“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱構(gòu)件”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念同時(shí)，不僅實(shí)現(xiàn)了混凝土框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)對(duì)爆炸沖擊作用的良好主動(dòng)防御，而且未改變?cè)械脑O(shè)計(jì)方案，成品與原有節(jié)點(diǎn)無異，適用于關(guān)鍵框架節(jié)點(diǎn)處，防爆偽裝性能好，同時(shí)工廠預(yù)制加工成本相比現(xiàn)場(chǎng)澆筑低、質(zhì)量可靠性提高，降低現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)間，且具有良好的施工性能；

本發(fā)明適用于不需要進(jìn)行整體防爆加固的防護(hù)等級(jí)較低的建筑物，也適用于整體防爆設(shè)計(jì)的梁柱節(jié)點(diǎn)，通用性較好。

二、本發(fā)明在第一預(yù)制模板、第二預(yù)制模板的外表面刷三層防銹漆和一層白漆，起到保護(hù)最外側(cè)封閉鋼板耐久性的作用，同時(shí)在外觀上與普通鋼筋混凝土節(jié)點(diǎn)保持相同，具有較強(qiáng)的隱蔽性。

三、本發(fā)明柱封口鋼模板、梁封口鋼模板的多個(gè)柱配筋孔、多個(gè)梁配筋孔對(duì)應(yīng)柱配筋、梁配筋一一插入固定后，多個(gè)柱配筋孔、多個(gè)梁配筋孔用止水條貼緊密封，能夠防止鋼筋跑偏及uhpc漿體流出。

四、本發(fā)明通過在柱封口鋼模板、梁封口鋼模板的封口內(nèi)表面設(shè)置凹凸部，在兩次uhpc澆筑完成后與凹凸部接觸的預(yù)制節(jié)點(diǎn)截面為毛面，這樣毛面可以在與整體梁柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行普通混凝土澆筑時(shí)實(shí)現(xiàn)更好的連接。

五、本發(fā)明通過在柱封口鋼模板、梁封口鋼模板設(shè)置錨固連接短筋，并且錨固連接短筋孔兩側(cè)的錨固連接短筋孔長(zhǎng)度一樣，這樣在與梁柱結(jié)構(gòu)二次澆筑混凝土?xí)r，這些錨固連接短筋可以更好的將預(yù)制節(jié)點(diǎn)與整體梁柱結(jié)構(gòu)連接為一個(gè)整體，連接更穩(wěn)定。

六、本發(fā)明柱、梁鋼筋之間通過直螺紋鋼套筒連接時(shí)，柱梁鋼筋均應(yīng)錯(cuò)開連接，錯(cuò)位連接區(qū)段長(zhǎng)度為35d，d為連接鋼筋的直徑，這樣就可以避免同一連接區(qū)段縱向受力鋼筋的焊接接頭面積百分率超過50％。

七、本發(fā)明的柱、梁配筋孔設(shè)有封閉柱、梁配筋孔的配筋孔密閉螺栓，錨固連接短筋孔設(shè)有封閉錨固連接短筋孔的短筋孔密閉螺栓，這樣當(dāng)部分柱、梁配筋孔或者錨固連接短筋孔不使用時(shí)可用對(duì)應(yīng)的密封螺栓封閉孔，這樣可以適用不同的柱梁配筋，有效的提高了柱、梁封口鋼模板的利用率。

附圖說明

圖1為節(jié)點(diǎn)鋼筋骨架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為節(jié)點(diǎn)第一預(yù)制模板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為節(jié)點(diǎn)鋼筋骨架放入第一預(yù)制模板后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為梁封口鋼模板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為第一次開始澆筑uhpc的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為節(jié)點(diǎn)第二預(yù)制模板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為第二次澆筑uhpc完成的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖8為操作架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為第一預(yù)制模板固定在操作架的示意圖。

圖中，1為節(jié)點(diǎn)鋼筋骨架，2為第一預(yù)制模板，21為第一方形套筒，22為梁卡槽，3為第二預(yù)制模板，31為第二方形套筒，32為梁蓋板，41為柱底部封口鋼模板，42為梁封口鋼模板，43為柱頂部封口鋼模板，44為凹凸部，51為拴桿螺栓，52為緊固螺母，53為墊片，6為錨固連接短筋，61為錨固連接短筋孔，62為短筋孔密閉螺栓，7為梁配筋，71為配筋孔，72為配筋孔密閉螺栓，8為鋼骨架，81為可拆卸上鋼骨，82為可拆卸下鋼骨，83為螺栓。

具體實(shí)施方式

如圖1-圖7所示，一種防爆防沖擊的裝配式框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)，其制作包括以下步驟：

1）預(yù)制柱截面為600×600mm，長(zhǎng)1800mm，梁截面為300×600mm，長(zhǎng)1800mm，按該尺寸預(yù)制柱封口鋼模板，其中柱底封口模板41采用厚10mm的熱軋q345b鋼材，截面為1000×1000mm，柱頂封口模板43和梁封口鋼模板42均采用厚5mm的熱軋q345b鋼材，柱頂封口鋼模板43截面為1000×1000mm，梁封口鋼模板42截面為900×900mm。第一預(yù)制模板2和第二預(yù)制模板3也均采用厚3mm的熱軋q345b鋼材，且在鋼板表面涂刷防銹漆三層，總厚度為100μm。

2）在柱封口鋼模板和梁封口鋼模板42上按柱、梁配筋直徑分布預(yù)留的配筋孔71，其中梁封口鋼模板42上均布加設(shè)直徑為12mm的錨固連接短筋孔61預(yù)留14個(gè)，柱封口鋼模版上均布加設(shè)直徑為12mm的錨固連接短筋孔61預(yù)留25個(gè)。

3）在寬敞場(chǎng)地放置綁扎節(jié)點(diǎn)鋼筋骨架1，同時(shí)在操作架上將第一預(yù)制模板2固定，所述操作架包括鋼骨架8、可拆卸上鋼骨81和可拆卸下鋼骨82三部分，其中可拆卸上鋼骨81通過螺栓83安裝在鋼骨架8頂部，可拆卸下鋼骨82通過螺栓83安裝在鋼骨架8上部，固定第一預(yù)制模板2時(shí)應(yīng)先將可拆卸上鋼骨81固定，再將第一預(yù)制模板2放在操作架頂部，然后將節(jié)點(diǎn)鋼筋骨架1吊裝放入第一預(yù)制模板2，使梁配筋位于四個(gè)梁卡槽、柱配筋位于方形套筒內(nèi)；。

4）提前將梁柱的錨固連接短筋6插入封口鋼模板的錨固連接短筋孔61中，模板內(nèi)外的錨固連接短筋6各留100mm，在節(jié)點(diǎn)鋼筋骨架1定位好以后，把柱底封口鋼模板41預(yù)留配筋孔71相應(yīng)的柱配筋插入，然后用螺栓83將可拆卸下鋼骨82固定，使得可拆卸下鋼骨82頂在柱底封口鋼模板41表面從而將柱底封口鋼模板41固定在操作架上，梁封口鋼模板42之間通過拴桿螺栓51固定，梁封口鋼模板42外側(cè)都擰有螺母52，且都配有墊片53，可以更好的緊固梁封口鋼模板42，在梁封口鋼模板42中的預(yù)留配筋孔71插入梁配筋。然后用止水條貼緊密封柱底封口鋼模板41和梁封口鋼模板42的配筋孔71，防止柱配筋、梁配筋跑偏及uhpc漿體流出。

5）將第四步的各個(gè)封口鋼模板定位好以后，將以稱量好的原材料按水泥、硅灰、石英粉、石英砂投入攪拌機(jī)干拌5min，在加入溶有聚羧酸減水劑的水?dāng)嚢?min，在不停機(jī)狀態(tài)加入全部鋼纖維，鋼纖維應(yīng)分散加入，并保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，使鋼纖維與砼混合攪拌，共同攪拌時(shí)間5min，隨后打開攪拌機(jī)卸料閥，將混合均勻的料漿注入真空抽氣罐，在翻動(dòng)過程中抽真空，隨后在壓力作用下慢速將拌合物注入第一預(yù)制模板2中。

6）等澆筑uhpc到梁頂端后抹平，將節(jié)點(diǎn)預(yù)制第二預(yù)制模板3蓋壓在第一預(yù)制模板2上，并將蓋壓處采用全焊縫進(jìn)行焊接，澆筑uhpc至節(jié)點(diǎn)預(yù)制第二預(yù)制模板3頂端后停止，放置柱頂部封口鋼模板43，并用拴桿螺栓51將柱底封口鋼模板41和柱頂封口鋼模板43連接。二次uhpc澆筑完成后，可以通過拆掉可拆卸上鋼骨81及可拆卸下鋼骨82從而將操作架撤掉，然后將預(yù)制節(jié)點(diǎn)吊裝到養(yǎng)護(hù)室。

7）送入養(yǎng)護(hù)室以45℃進(jìn)行第一次養(yǎng)護(hù)，12h后拆除梁封口鋼模板42和柱封口鋼模板，并用塑料膜纏繞密閉包裹整個(gè)結(jié)構(gòu)，然后升溫進(jìn)行90℃蒸汽養(yǎng)護(hù)，達(dá)到48h后送出養(yǎng)護(hù)室，開始標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。

8）將預(yù)制好的節(jié)點(diǎn)運(yùn)送現(xiàn)場(chǎng)吊裝至指定位置后，將節(jié)點(diǎn)梁柱外露配筋通過直螺紋鋼套筒與現(xiàn)場(chǎng)整體梁柱結(jié)構(gòu)連接后形成完整的框架結(jié)構(gòu)，然后澆筑混凝土連為一體。這里的混凝土根據(jù)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來決定是澆筑普通混凝土、uhpc或者其它高強(qiáng)度混凝土。

若對(duì)預(yù)制節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求極高，則將所述第十步中的養(yǎng)護(hù)室溫度升至200℃以上再開始對(duì)預(yù)制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行蒸壓養(yǎng)護(hù)，36h-48h后送出養(yǎng)護(hù)室。

所述柱封口鋼模板的多個(gè)配筋孔、梁封口鋼模板的多個(gè)配筋孔可以在安裝時(shí)根據(jù)梁柱配筋再開設(shè)適當(dāng)?shù)呐浣羁祝詫?shí)現(xiàn)梁柱結(jié)構(gòu)不同配筋的需求。

所述uhpc澆筑中的鋼纖維長(zhǎng)度為12mm，直徑0.2mm，抗拉強(qiáng)度大于2600mpa，選用骨料粒徑范圍是0.15mm—0.3mm的石英砂、平均粒徑在50μm的石英粉，摻入適量聚羧酸減水劑。

上述實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明結(jié)構(gòu)的解釋而非限制，在不脫離本發(fā)明原理前提下所作的變形也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。